Post on 15-Feb-2019
transcript
1
PsicologiaAnno Accademico 2008-2009
Anna Borghi
annamaria.borghi@unibo.it
Sito web: http://laral.istc.cnr.it/borghi
2
Contatti
Orario di ricevimento: venerdì ore 10-12 (ore 12-13 durante il periodo dei corsi)
Presso: Dipartimento di Psicologia, Viale BertiPichat 5
Tel. Studio: 051-2091838
E-mail: annamaria.borghi@unibo.it
Sito web: http://laral.istc.cnr.it/borghi
3
Cosa faremo durante la prima settimana
L’oggetto del corso: cosa studia la psicologiaCenni di storia della psicologia: le principali scuole: comportamentismo, cognitivismo, connessionismoConfronto tra prospettive attuali in psicologia: cognizione embodied, situata, cognizione distribuita
Confronto tra modi per studiare il comportamento: metodo osservativo, sperimentale, computazionaleIl metodo sperimentale
Reti neurali e connessionismo, la robotica
4
Che cos’e’ la psicologiae che cosa studia
Una definizione: “studio scientifico del comportamento e deiprocessi mentali”. Il comportamento può rivelare i nostri statiinterni.
Psicologia cognitiva: ha a che fare con quanto percepiamo, apprendiamo, ricordiamo, immaginiamo, pensiamo, proviamo e con quello che diciamo.
Principali processi cognitivi:percezione, attenzione e coscienza, memoria e apprendimento, immaginazione, pensiero, linguaggio, emozioni
5
Che cos’e’ la psicologiae che studia: il primo problema
E oltre la mente individuale? La mente sta solo dentro il cervello e il corpo?
Andy Clark: "As our worlds become smarter, and get to know us betterand better, it becomes harder and harder to say where the world stopsand the person begins." Siamo “creatures whose minds are special precisely because they are tailor-made to mix and match neural, bodily and technological ploys." Va dismesso il pregiudizio "that whatever matters about mind mustdepend solely on what goes on inside the biological skin-bag, inside the ancient fortress of skin and skull."
6
Che cos’e’ la psicologiae che studia: il primo problema
E oltre la mente individuale?
La mente sta solo dentro il cervello e il corpo?
“Il pensare non consiste in "avvenimenti nella testa", il suo habitat naturale è il cortile di casa, il mercato e la piazza principale della città”Clifford Geertz, antropologo
7
Le principali scuole dipsicologia
1879: primo laboratorio di psicologia a Lipsia - Wundt. Introspezione.
Comportamentismo - USA e Russia, anni ‘10-anni ’50.La psicologia come la vede il comportamentista è una branca sperimentale puramente oggettiva delle scienze naturali(Watson, 1913).
Cognitivismo - Scuola dominante a partire dagli anni ’50. L’organismo ha in testa un modello in scala ridotta della realtàesterna e delle proprie azioni possibili. (k.Craik, 1947)Il compito di uno psicologo che cerca di comprendere la cognizione umana e’ analogo a quello di un uomo che cerca di capire come funziona un computer. (Neisser, 1966)
Connessionismo - dalla seconda meta’ degli anni ’80.Il nostro desiderio è quello di sostituire alla «metafora del calcolatore» la «metafora del cervello» come modello di mente(Rumelhart, 1986).
10
Il Comportamentismo: il ruolo della psicologia
(1) La psicologia e’ la scienza del comportamento. La psicologia non e’ la scienza della mente.
(2) Il comportamento può essere descritto e spiegato senza far riferimento a eventi mentali o ai processi psicologici interni. Le fonti del comportamento sono esterne (nell’ambiente), non interne (nella mente).
(3) Nel corso dello sviluppo delle teorie in psicologia, se vengono impiegati termini o concetti mentali per descrivere o spiegare il comportamento, allora:
(a) o questi termini o concetti devono essere eliminati e sostituiti da termini comportamentali (b) oppure devono essere tradotti o parafrasati in concetti comportamentali.
11
Il Comportamentismo: concezione della mente, metodo, temi
Concezione della mente
Mente = scatola nera – antimentalismo, comportamento spiegabile in base a catene di stimolo-risposta – S-REsempio: linguaggio per Skinner e per Chomsky.
Metodo
Esigenze epistemologiche: oggettività, osservabilità, quantificazioneUso del metodo sperimentale. Rifiuto dell’introspezione Psicologia animale utile per lo studio della psicologia umana.
Principali temi di studio
apprendimento (anti-innatismo) e soluzione di problemi.
12
STIMOLI RISPOSTE
COGNITIVISMO. S-MENTE-R
Influenze:
dualismo cartesiano informatica
Beatrice Pasquali
14
Il cognitivismo: concezione della mente, metodo, temi
Concezione della menteMentalismo: mente tra stimolo e rispostaIndividuo come elaboratore di informazione. HIP human information
processing. Mente (= software) indipendente dall’hardware (= cervello, corpo)Traduzione dei processi esterni in simboli: rappresentazioneDiagrammi di flusso che descrivono il percorso dell’informazione -
elaborazione sequenziale, a stadi
MetodoUso del metodo sperimentale, esperimenti di laboratorioCronometria mentale: tempo di elaborazione
Principali temi di studioProcessi cognitivi: percezione pensiero memoria immaginazione
linguaggio. Meno interesse per l’apprendimento: innatismo
15
Apprendimento per comportamentismo e cognitivismo:il caso del linguaggio
Watson, Skinner: linguaggio = forma di comportamento vocalico – apprendimento per imitazione e rinforzo.
Critiche di Chomsky (1959) alla teoria di Skinnerdell’apprendimento linguistico :
1. poverta’ dello stimolo: povertàdell’esposizione al linguaggio adulto: es. bambini immigrati
2. creatività del linguaggio
3. tappe costanti dello sviluppo linguistico nei bambini anche se esposizione a contesti diversi
Se emigrati entro i 7 anni, nessuna differenza
Chomsky: I bambini sono in grado diacquisire il linguaggio perche’ hannodelle conoscenza specifiche innate.
17
Il connessionismo:i principi
Nuovo paradigma? Principi chiave: rilevanza dell’hardware (cervello, corpo); parallelismo: (Rumelhart e McClelland, 86) – PDP Paralled Distributed Processingrappresentazione sub-simbolica: definizione esclusivamente quantitativa dei fenomeni; strumento: simulazioni al computer.
Connessionismo classico: es. PDPVita Artificiale (ecologismo, interesse per la culturae per i fenomeni collettivi).
18
Il connessionismo: le reti neurali
Rete neurale: modello del sistema nervoso –Struttura dinamica capace di apprendere e autoregolarsi. Se mente sistema complesso, da studiarsi con strumenti
adeguati.
Esempio: rete feedforward
19
Il connessionismo: le simulazioni
Metodo: le simulazioni al computer = riproduzione delle proprietà computazionali del cervello e della mente.
Computer = usato non come modello della mente ma come strumento per simulare.
20
RETI NEURALI, ROBOTICA
Rete neurale: modello semplificato del sistema nervoso –Struttura dinamica capace di apprendere e autoregolarsi.
Robotica: forma di “embodiment” –Robot il cui cervello e’ modellato tramite reti neurali
Piattaforma iCUB
21
Sistemi biologici: complessi, dinamici, aperti
“The whole is greater than the sum of the parts”
Sistemi biologici:Sistemi complessiSistemi dinamici e aperti – cambiano nel tempo e intrattengono scambi di energia con altri sistemi
La conoscenza delle parti non spiega il comportamento del sistema. Es. Si conosce abbastanza dei neuroni, questo però non significa che siamo vicini alla comprensione della consapevolezza. Mente come sistema emergente: neuroni, sinapsi etc. non sono dotati di proprietà cognitive, che “emergono” però a partire dalle interazioni locali tra essi.
22
Sistemi complessi“The whole is greater than the sum of the parts”
Sistemi complessi: si caratterizzano per:
Emergenza (= dall’interazione tra elementi semplici emergono proprietà che non sono riducibili alla somma dei singoli componenti e delle loro interazioni locali)
Auto-organizzazione (= le proprietà emergenti non appaiono in virtù di qualche forma di controllo o organizzazione/programmazione esterna, ma spontaneamente).
Scienza dei sistemi complessi: spiega perchè alcuneproprietà sembrano auto-organizzarsi senza alcunacoordinazione apparente.Fortemente interdisciplinare.
24
La cognizione “embodied”(incarnata): alcuni principi
Centralità dell’azione per la conoscenza: “Knowing is foracting” (Wilson)
Cognizione fondata sui processi sensomotori
Cognizione costruita in modo attivo, tramite l’interazione organismo / ambiente
Conoscenza variabile in funzione del tipo di corpo/organismo e della nostra interazione con l’ambiente
25
NON CARTESIO MA SPINOZA
MERLEAU-PONTY: la cognizione, invece d’essere la rappresentazione di un mondo pre-dato, e’ l’eventocongiunto di un mondo e di una mente a partire dallastoria delle diverse azioni che compie un essere nelmondo neurofenomenologia
ANDY CLARK: dare corpo alla mente (Being there)
La cognizione “embodied”(incarnata): riferimenti teorici
26
Embodied cognition: alcuni(anzi 7) (s)punti
1. mente e simboli. 2. circolarità tra percezione, azione e cognizione. 3. tra embodiment e grounding.4. tra embodiment e situatedness. 5. la rappresentazione.6. la simulazione. 7. l’innatismo rivisitato.
28
1. Mente e simboli
ALBERO
foglie, tronco, rami
Attivazione neurale
Attivazione neurale
traduzione
riferimento Liste di tratti, frames, schemi, reti semantiche
Registrazione parziale
Riattivazione parziale Immagini, schemi di
immagine, simboli percettivi
Stati percettivi
Stati percettivi
29
2. Circolarità tra percezione, azione, cognizione
Teorie cognitiviste tradizionali: Separazione percezione– azione – cognizione;
Percezione e azione periferiche rispetto alla “polpa”, la cognizione
Relazione lineare tra percezione e azione
Percezione indipendente dal tipo di risposta motoria(oculomotoria, manuale etc.)
azione
cognizione
percezione
30
2. Circolarità tra percezione, azione, cognizione
Circolarita’ percezione-azione-cognizione: la percezionedifferisce a seconda dell’azione che si intendecompiere.
La conoscenza si fonda ed è orientata all’azione
“Knowledge is for acting”. (M. Wilson, 2002)
percezionepercezione azioneazione
31
2. Circolarità tra percezione, azione, cognizione: questioni aperte
azioni codificate esclusivamente in termini distali, ovvero degli scopi e degli stati finali (v. Hommel, 2001)
o anche (e in che misura) in termini prossimali, ovvero dei “mezzi” con cui compiamo le azioni –per esempio con che effettore (mano, piede etc. )?
es. spostare la palla: conta il fatto che lo facciamo con la mano o con il piede?
32
3. Tra cognizione “embodied” e “grounded”
Embodied cognition: riferimento solo agli STATI CORPOREI?
2 correnti, una più radicale e action-based, l’altra meno
meno radicale. Larry Barsalou (2008): “Grounded cognition” reflects the assumption that cognition is typically grounded in multiple ways, including simulations, situated action, and, on occasion, bodily states.” la cognizione si fonda sul corpo e non solo.
più radicale. teorie derivate dalle scoperte dei neuroni mirror e tutto (o buona parte) il filone dell’EC in ambito robotico (es. Nolfi e Floreano 2000).
33
4. Tra cognizione embodied e situata
cognizione non solo embodied ma situata
i processi mentali hanno luogo e si svolgono nel tempo, quindi debbono essere sufficientemente flessibili da adattarsi al contesto e allo stato di cose attuale
corpo come importante, ma non unica, forma di situatedness, che ci vincola e al contempo di offre possibilità
34
5. rappresentazione
Rappresentazione in senso classico: micro-modello del mondo che avremmo “nella testa” dato da simboli con formato proposizionale
Critica: necessario aggiornarla di continuo: online, non offline (Clark, 1999; Thelen & Smith, 1994)
Problema: come adattare il concetto di rappresentazione al carattere embodied, situato, dinamico della cognizione?
35
5. rappresentazione: problemi aperti
Posizioni diverse:a. Prinz e Barsalou (2000): in favore della
embodied representation. L’esistenza della rappresentazione serve per il successo adattivo degli esseri viventi.
b. Eliminativisti: rappresentazione non necessaria. V. adattamento organismi / nicchia ecologica in cui si trovano a vivere. Es. Nolfi.
c. Neuroscienze: rappresentazione = rappresentazione neurale. Problema posto con meno urgenza.
36
6. simulazioneSimulare significa che vengono reclutati gli stessi
sistemi di percezione e azione coinvolti durante la percezione e l’interazione con oggetti, significa “recupero off-line delle reti neurali coinvolte in operazioni specifiche come percepire o agire” (Jeannerod, 2006)
Oggetti e azioni con gli oggetti: neuroni canonici e mirror
37
6. simulazioneSIMULATION IS NOT DOING:
si tratta di un’attivazione più debole;
comporta in contemporanea l’attivazione di un meccanismo per “bloccare” l’output motorio;
dato che muscoli e arti non si muovono, la simulazione manca del feedback sensoriale che si ha durante l’esecuzione di compiti motori.
- Base neurale: neuroni canonici e neuroni mirror
39
7. innatismo, modularismoCognitivismo: Innatismo
Alcuni contenuti sono innati. Moduli specifici per date funzioni e dati contenuti. Evidenze: Psicologia evolutiva: teorie innate dei bambini, Neuroscienze: modularità a livello cerebrale – studi sulle lesioni, Antropologia cognitiva es. tassonomie universali dei tipi naturali (Atran, 1998)
Connessionismo e EC: tra innatismo ed empirismo (ma la simulazione può essere innata).Rifiuto dell’idea empirista della mente come “tabula rasa”Ma ruolo centrale dell’apprendimento: innatismo di meccanismi, NON di contenutiConoscenza = patterns specifici di connessioni sinaptiche nel cervello. Nessuna forma di conoscenza di livello superiore èinnata. Evidenze: plasticita’ cerebrale
40
Cognizione situata e distribuita, mente estesa: alcuni principi
Hutchins, 1995, Cognition in the wild:
I nostri processi cognitivi si estendono all’esterno della nostra mente
Il nostro uso dello spazio e degli strumenti/utensili funge da complemento per la nostra capacità mentale
Analisi degli artefatti e dello spazio per vedere come supportano le attivitàcognitive umane
41
NATURAL BORN CYBORGS?Andy ClarkMy body is an electronic virgin. I incorporate no silicon chips, no retinalor cochlear implants, no pacemaker. I don't even wear glasses (thoughI do wear clothes). But I am slowly becoming more and more a Cyborg.So are you. Pretty soon, and still without the need for wires, surgery or bodily alterations, we shall be kin to the Terminator, to Eve 8, toCable...just fill in your favorite fictional Cyborg. Perhaps we already are. For we shall be Cyborgs not in the merely superficial sense of combining flesh and wires, but in the more profound sense of beinghuman-technology symbionts: thinking and reasoning systems whoseminds and selves are spread across biological brain and non-biologicalcircuitry.
Abilità umana di usare tecnologie e strumenti che espandono la mente.
Cognizione situata e distribuita: natural born cyborgs?
42
STIMOLI RISPOSTE
Cognizione distribuita. S-cervello/corpo/ambiente-R
Mente estesa
Hutchins, 1995, "the emphasis on findingand describing 'knowledgestructures‘ that are somewhere 'inside' the Individual encourages usto overlook the fact thatHuman cognition is alwaysSituated in a complexSociocultural world and Cannot be unaffected by it"
43
La psicologia del XXI secolo: approcci interdisciplinari
Neuroscienza cognitiva: studio di come il cervello realizza le attività mentali. Compiti cognitivi, tecniche di neuroimaging. Neuroscienza affettiva e neuroscienza sociocognitiva.
Psicologia evoluzionistica: studio della base genetica dei processi psicologici, che in passato hanno aumentato le nostre possibilità di sopravvivenza e riproduzione. Es. obesità: favoriti gli organismi tendenti a sovra-alimentarsi?
Psicologia culturale: studio di come la cultura di appartenenza influenza rappresentazioni e processi psicologici degli individui che ne fanno parte.
44
Modi per studiare ilcomportamento oggi
1. Approccio ecologico: metodi osservativi
Osservazione diretta: osservazione naturalistica del comportamento. Es. primati nel loro ambiente.
Per capire la cognizione va compreso l’ambiente e vanno studiati i comportamenti naturaliLimitiLimiti: troppo descrittivo, non isola i fenomeni
interessanti, assenza di controllo sperimentale
Inchiesta: es. per conoscere opinioni politiche etc. Rappresentatività del campione cruciale. LimitiLimiti: effetti di desiderabilità sociale, non
corrispondenza tra quanto si afferma e il proprio comportamento.
45
Modi per studiare ilcomportamento oggi
2. Approccio computazionale: simulazioni al computer
Metodo simulativo: creazione di simulazioni del comportamento
Per capire un fenomeno dobbiamo essere in grado diriprodurlo (simulazioni con il computer, robotica)
Vantaggio: controllo totale delle variabili di interesse
limiti: • incerta la generalizzazione alla vita quotidiana, • a volte assunzione di meccanismi non
empiricamente testati nella vita quotidiana, • limiti legati alle potenzialità di hardware e software,• possibilità che le simulazioni non riflettano le
modalità di pensiero del cervello umano
46
Modi per studiare ilcomportamento oggi
3. Approccio psicobiologico
Studio del cervello umano e di animali, studi supazienti (lesioni cerebrali), metodi divisualizzazione dell’attività cerebrale
Per capire un fenomeno / un comportamentodobbiamo essere in grado di coglierne le basineurofisiologiche.
limiti: • Difficoltà di accesso ai pazienti (es. lesioni), • Costo delle strumentazioni, • Campioni piccoli, difficile generalizzare,• Difficile generalizzare dai pazienti ai “normali”
47
Modi per studiare ilcomportamento oggi
4. Approccio di laboratorio – Metodo sperimentale:
Esperimenti controllati, Metodo sperimentalePer capire un fenomeno dobbiamo studiarlo in condizioni controllate (spesso, ma non necessariamente, in laboratorio) in modo da isolarne le variabili rilevanti
limitilimiti: incerta la generalizzazione alla vita quotidiana, il laboratorio e’ un mondo a se’
48
Modi per studiare ilcomportamento
5. Altri metodi
Studio di casi singoli: utile in certi ambiti (sviluppo, neuropsicologia), elevata validità ecologica e analisidettagliatelimitilimiti: piccole dimensioni dei campioni, incerta la generalizzabilitàad altri
Protocolli introspettivi, diari etc.: utile per accedere a informazioni soggettive altrimenti non disponibililimitilimiti: possibili discrepanze tra quanto si riporta e i processi reali, impossibilità di riportare processi non consapevoli
Possibile (auspicabile) l’integrazione di piu’ metodi
49
Il metodo sperimentale: come condurre una ricerca
Fase 1. Formulazione di un’ipotesi sulla base diuna teoria.
Ipotesi scientifica: “Se facciamo certeosservazioni in certe condizioni, e una data teoria e’ esatta, allora dovremmo ottenere i seguenti risultati.” es. Metodo diapprendimento.
Fase 2: realizzazione di un esperimento: simanipolano delle variabili e si compionomisurazioni per scoprire relazioni tra variabili
Fase 3: conferma o rifiuto empirici dell’ipotesi. Validazione o disconferma della teoria.
50
Il metodo sperimentale:le variabili
Variabile = qualche proprieta’ di un evento che e’ statamisurata.
2 tipi di variabili:Variabili dipendenti = misura del comportamento del
soggetto, le risposte dei soggettiVariabili indipendenti (o fattori) = causa delle modificazioni
degli stimoli e risposte. Manipolate dagli sperimentatori. Ogni variabile indipendente ha piu’ livelli.
Spesso esperimenti con disegni multivariati, che comportanola manipolazione di piu’ variabili
Esempi di misurazione di variabili: es. Scale di valutazione, tempi di reazione (TR).
51
Il metodo sperimentale: il disegno sperimentale
Disegno entro i soggetti (within):
Es. Compito di valutazione di verbiPartecipanti: un gruppo di studenti universitari
Materiale: verbi concreti (es. premere, afferrare) o astratti (es. pensare)
Variabile indipendente: tipo di prime (mano, oggetto, mano cheinteragisce con un oggetto) - Catchtrial
Variabile dipendente: errori e tempi di reazione (TR)
55 Zotti, Oggianu e Borghi, sottoposto
Premere
Spruzzare
Il verbo che segue l’immagine è astratto o concreto?
Concreto: premi il tasto xxcon la mano destra
Pensare
Astratto: premi il tasto xxcon la mano sinistra
Premere
56
600
700
800
900
1000
1100
1200
interaction hand object
Condition
RTs
(ms)
Rilievo dell’obiettivo più che dello specifico programma motorio.
Disegno sperimentale: entro i soggetti (within subjects)
afferrare
Il metodo sperimentale: disegno entro I soggetti
57
Zimbardo et al., 1971: Stanford prison experiment - come fa la gente buona a diventare cattiva - assegnazione casuale del ruolo di prigioniero o guardia in una prigione simulata
Disegno sperimentale between subjects, tra i soggetti
Il metodo sperimentale: disegno tra i soggetti
59
Il metodo sperimentale: disegno misto
Zhong & Leonardelli, in stampa
2 gruppi di soggetti:
Esperienze di esclusione sociale (es. non partecipazione ad un gioco a palla) o controllo – tra i soggetti
Bevande calde e fredde – entro i soggetti
Disegno sperimentale misto: 2 x 2
L’esperienza di esclusione sociale porta a preferire le bevande calde.(es. caffè, zuppa), nessun effetto sulle bevande di controllo.
60
Che disegno sperimentale?
Agli studenti viene detto che si tratta di alieni, metà degli studenti ricevono etichette per distinguere gli oggetti a destra e a sinistra e metà no. Risultato: il linguaggio aiuta a differenziare.
61
PescePesce SpinarelloSpinarello: circoscrive un territorio e attacca gli altri maschi durantel’accoppiamento. Gelosia? TinbergenTinbergen, esperimento in laboratorio. Risultati: attacca i modelli anche meno realistici purche’ con la pancia rossa. I cambiamenti ghiandolari nel maschio fanno diventare rossa la pancia.
Qualivariabili?
Qualedisegnosperimentale?
Che disegno sperimentale?
62
Il metodo sperimentale: causalita’ e correlazione
Studi di tipo causale e di tipo correlazionale.
Esperimenti: manipolazione sistematica di una variabile (indipendente) per verificare i suoi effetti causali sulla variabile dipendente. Es. Gruppo di controllo (placebo) – gruppo sperimentale (farmaco)
Ma: non sempre e’ possibile manipolare variabili per vederne i loroeffetti su altre.
63
Il metodo sperimentale: causalita’ e correlazione
Ricerca di tipo correlazionale. Coefficiente di correlazione (da -1 a +1) = stima di quanto due variabili sono collegate. Es. Visione di spettacoli violenti – personalita’ aggressiva.
In certi casi e’ possibile trasformare uno studio di tipocorrelazionale in uno studio sperimentale: assegnazionecasuale dei soggetti a condizioni diverse:
Es. Partecipanti ugualmente aggressivi sottoposti alla visione discene violente
64
Il metodo sperimentale: esercizi
Inventa un esperimento individuando:Ipotesi
Variabili da manipolare (indipendenti e dipendenti)
Disegno sperimentale
Campione
Materiale
Procedura
65
Basi biologiche: il sistema nervoso
Sistema nervoso:Centrale
Tutti i neuroni che si trovano nelCervello eMidollo spinale
Periferico
Sistema somatico: informazioni da recettori sensoriali, muscoli, corpo –invia istruzioni motorie (neuroni sensoriali, neuroni motori)
Sistema autonomo: connessione con organi interni e ghiandole
66
Il neuroneOgni neurone deve:
+ ricevere informazioni (input) dall’ambiente o da altri neuroni
+ integrare le informazioniricevute e produrre una rispostaadeguata
+ condurre il segnale al terminale di uscita
+ trasmettere il segnale ad altrecellule nervose, ghiandole o muscoli
+ coordinare le proprie attivita’metaboliche, mantenendol’integrita’ della cellula
Neurone = unitaunita’’ anatomicaanatomica e e funzionalefunzionaledel sistema nervoso. Trasmette impulsinervosi ad altri neuroni, ghiandole, muscoli
67
Il neurone
Unita` riceventeCorpo cellulareDendritiRecettori
Unita` di trasmissioneAssoneTerminazionipresinapticheNeurotrasmettitori
68
Il neuroneDendritiDendriti = specializzati nel rispondere a segnaliprovenienti da altri neuroni – nel cervello rispondono aineurotrasmettitori chimici liberati da altri neuroni –unita’ ricevente
SomaSoma (corpo cellulare) = i segnali dai dendriticonfluiscono lungo il corpo del neurone che liinterpreta e decide se produrre un potenziale d’azione, segnale elettrico di output – unita’ ricevente
AssoneAssone = trasporta i segnali elettrici generati dalcorpo cellulare verso le estremita’ del neurone –unita’di trasmissione
SinapsiSinapsi = piccola fessura che separa i neuroni
TerminazioneTerminazione presinapticapresinaptica = contieneneurotrasmettitori liberati in risposta a potenzialid’azione che percorrono l’assone –u. di trasmissione
TerminazioneTerminazione postsinapticapostsinaptica = contiene recettori per i neurotrasmettitori – unita’ di ricezione
69
La corteccia:Lobi e scissure
•Lobi (delimitatida solchi maggiori)•Scissure•Giri (rilievi tra i solchi)
CortecciaCorteccia: strato esterno del telencefalo (emisferi cerebrali), composta damateria grigia
70
La corteccia: le aree corticali
Area visiva primaria
Area motoria primaria
Area somatosensorialeprimaria (tatto)
Area uditiva primariaAree associative
(frontali, posteriori)
71
Tecniche di brain imaging: PET (Tomografia a Emissione diPositroni)
Aree attivate del cervello: brucianopiu’ energia (ossigeno e glucosio)
PET (Positron EmissionTopography)= immagine funzionale del cervello
Uno scanner rileva il materialeradioattivo iniettato (ossigeno, carbonio etc.) Questo materialetende ad andare nelle aree chene fanno uso.
Vantaggi: immagine dell’attivita’cerebrale
Svantaggi: costi, invasivita’
72
Tecniche di brain imaging: fMRI – risonanzamagnetica funzionale
Aree attivate del cervello: bruciano piùenergia (ossigeno e glucosio)
fMRI (Functional Magnetic ResonanceImaging)= immagine anatomica e funzionale del cervello
Mostra le aree del cervello piu’ irrorate con ossigeno, quindi piu’ attivate.
Vantaggi: meno costosa della PET, non materiale radioattivo
Svantaggi: costi, non adatta a pazienticlaustrofobici, a persone con meccanismi metallici (peace-maker), immobilita’ necessaria
74
TMS / stimolazionemagnetica transcraniale
Tecnica nuova, non invasivaProduzione di un campo magnetico che
produce attivita’ elettrica nel cervello.Con questa corrente elettrica eccita le
cellule nervose.Interruzione per pochi millisecondi dell-
attivita- cerebrale. Interferenza.
Vantaggio della TMS: produce lesionivirtuali e ne verifica gli effetticomportamentali: es. Soppressionedella percezione tattile: quali effettisulla comprensione del linguaggio?
Bobina di stimolazioneposta sulla superficie dellatesta
75
Il connessionismo: le reti neurali
Rete neurale: modello del sistema nervoso –Struttura dinamica capace di apprendere e
autoregolarsi.
Esempio: rete feedforward
76 INPUT
OUTPUT
Unità -> neuroni (cellule nervose)Connessioni -> sinapsiPeso = valore numerico che caratterizza ogni connessione –> numero di siti sinaptici attraverso cui un neurone influenza gli altriPesi positivi o negativi -> Connessioni eccitatorie o inibitorieStato o livello di attivazione di ciascuna unità– > stato di attivazione dei neuroni
Strati della rete neurale: Unità di input (sistema sensoriale),unità interne o hidden, unità di output (sistema motorio)
La risposta dipende dai pesi sulle connessioni
Reti neurali:un esempio
77
Il connessionismo: le simulazioni
Metodo: le simulazioni al computer = riproduzione delle proprietà computazionali del cervello e della mente.
Computer = usato non come modello della mente ma come strumento per simulare.
78
Connessionismo classico
Distinzione tra Connessionismo classico e Vita Artificiale.
Connessionismo classico:reti neurali studiate indipendentemente dal corpo.
Input e output dipendono solo dall’esperienza corrente e non dall’esperienza precedente.
L’apprendimento avviene in situazioni non ecologiche.
Non si tiene sempre conto dell’aspetto genetico.
Non si tiene conto dell’ambiente sociale.
79
Vita Artificiale
Tentativo di studiare con le simulazioni i vari aspetti della vita biologica: sistema nervoso, corpo, ambiente fisico, ambiente sociale, evoluzione
Organismi dotati di reti neurali e corpo che vivono in ambienti insieme a popolazioni di altri individui. Sistema nervoso: sistema sensoriale e motorio. Propriocezione.
Importanza dell’azione: non più stimolo –elaborazione – risposta, ma ciclo: risposta –> modificazioni ambientali –> elaborazione –> nuova risposta
82
Vita Artificiale: l’algoritmo geneticoAlgoritmo genetico- Riproduzione differenziata. Solo gli individui più bravi si
riproducono (funzione di fitness).- Trasmissione genetica. I figli degli individui che si sono
riprodotti hanno lo stesso patrimonio genetico dei genitori.
- Mutazioni casuali durante il processo di copia, ricombinazione dei patrimoni genetici dei genitori.
es. organismo che vive in un ambiente bidimensionaleinput: posizione del cibo (recettori sensoriali:
informazione sull’ambiente esterno)output: movimento (neuroni motori)
85
Simulazioni:un esempio
Tucker & Ellis, 1998
Foto di oggetti presentati centralmente sullo schermo del computer, diritti o rovesciati, con il manico orientato a destra o a sinistra.
Compito: premere un tasto a destra o a sinistra per decidere se gli oggetti sono diritti o rovesciati
Risultati: Effetto di compatibilita’ tra la collocazione del manico (destra/sinistra) e quella del pulsante(destra/sinistra)
Spiegazione: la visione di un oggetto potenzia le “affordances” ad esso associate
88
Simulazione di base
Compito – raggiungere il manico dell’oggetto – come nella vita reale
Media delle risposte corrette dell’individuo miglioree della popolazione – 10 repliche
89
Simulazione 1
Replica dell’esperimento di T&E (‘98)
Compito 1:raggiungereil manicodell’oggettocon la mano
Compito 2: premere un diversopulsante per indicare se l’oggetto e’ diritto o rovesciato